LED记忆非线性自适应预失真技术研究.docx

第４１卷 第１１期中国激光Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．１１２０１４年１１月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＡＳＥＲＳＮｏｖｅｍｂｅｒ，２０１４ＬＥＤ 记忆非线性自适应预失真技术研究姚赛杰１，２徐浩煜３汪亮友３，４周婷１，２钱骅１，２１ 中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海 ２０００５０；２中国科学院无线传感网与通信重点实验室，上海２０００５０（３ 中国科学院上海高等研究院，上海 ２０１２１０；４同济大学电子与信息工程学院，上海２０１８０４）摘要 发光二极管（ＬＥＤ）是可见光通信系统（ＶＬＣ）中最主要的非线性器件，同时由于通带内非平坦的频率响应还伴随着记忆效应。ＬＥＤ的记忆非线性主要恶化了ＶＬＣ系统的误差矢量幅度（ＥＶＭ）和比特误码率（ＢＥＲ）。预失真技术通常被用来补偿ＬＥＤ的非线性，从而提高可见光通信系统的性能。现有的预失真技术都不具备自适应性并且没有考虑到ＬＥＤ 的记忆效应。提出了一种新的预失真架构，即在发射端增加一路反馈链路来获得ＬＥＤ的输出信号，同时使用记忆多项式模型来自适应地训练并补偿ＬＥＤ的记忆非线性。仿真结果显示提出的预失真技术的ＢＥＲ 性能优于现有的方法。关键词光通信；可见光通信；发光二极管；非线性失真；记忆效应；自适应预失真算法中图分类号ＴＮ９２９．１２文献标识码Ａｄｏｉ：１０．３７８８／ＣＪＬ２０１４４１．１１０５００７ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＡｄａｐｔｉｖｅＰｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒＮｏｎｌｉｎｅａｒＬＥＤｓｗｉｔｈＭｅｍｏｒｙＥｆｆｅｃｔｓＹａｏＳａｉｊｉｅ１，２ＸｕＨａｏｙｕ３ＷａｎｇＬｉａｎｇｙｏｕ３，４ＺｈｏｕＴｉｎｇ１，２ＱｉａｎＨｕａ１，２１ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００５０，Ｃｈｉｎａ烄烌２ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋ＆Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００５０，Ｃｈｉｎａ３ＳｈａｎｇｈａｉＡｄｖａｎｃｅｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１２１０，Ｃｈｉｎａ烆４ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１８０４，Ｃｈｉｎａ烎ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎａｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＶＬＣ）ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ（ＬＥＤ）ｉｓｔｈｅｍａｊｏｒｓｏｕｒｃｅｏｆｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙａｎｄｅｘｈｉｂｉｔｓｍｅｍｏｒｙｅｆｆｅｃｔｓｄｕｅｔｏｔｈｅｉｎ－ｂａｎｄｎｏｎ－ｆｌａｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒｅｓｐｏｎｓｅ．ＴｈｅＬＥＤｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙｗｉｔｈｍｅｍｏｒｙｅｆｆｅｃｔｓｄｅｇｒａｄｅｓｔｈｅｅｒｒｏｒｖｅｃｔｏｒｍａｇｎｉｔｕｄｅ（ＥＶＭ）ａｎｄｂｉｔｅｒｒｏｒｒａｔｅ（ＢＥＲ）ｉｎｔｈｅＶＬＣｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｇｅｎｅｒａｌ，ｔｈｅｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓｍｏｓｔｌｙｕｔｉｌｉｚｅｄｔｏｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｆｏｒｔｈｅＬＥＤｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙａｎｄｔｈｕｓｅｎｈａｎｃｅｓｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅＶＬＣｓｙｓｔｅｍ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｃａｎｎｏｔｗｏｒｋａｄａｐｔｉｖｅｌｙａｎｄｎｅｇｌｅｃｔｔｈｅＬＥＤｍｅｍｏｒｙｅｆｆｅｃｔｓ．ＡｎｅｗｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂｙａｄｄｉｎｇａｆｅｅｄｂａｃｋｐａｔｈｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅＬＥＤｏｕｔｐｕｔｓｉｇｎａｌａｎｄｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｔｈｅＬＥＤｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙｗｉｔｈｍｅｍｏｒｙｅｆｆｅｃｔｓｂｙｍｅｍｏｒｙｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｍｏｄｅｌａｄａｐｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｕｔｐｅｒｆｏｒｍｓｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｉｎｔｅｒｍｓｏｆＢＥＲ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ；ｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ；ｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ；ｎｏｎｌｉｎｅａｒｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ； ｍｅｍｏｒｙｅｆｆｅｃｔｓ；ａｄａｐｔｉｖｅｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍＯＣＩＳｃｏｄｅｓ０６０．２６０５；０６０．４３７０；０６０．４５１０；０７